煤矿斜井高压富水TBM掘进技术研究

TBM工法目前已被用于煤矿斜井建设,但与城市轨道交通相比,煤矿斜井施工具有长距离、大坡度、高埋深、地质复杂等特点,其中连续下坡掘进时,高压富水段施工成为斜井建设中最大的难题。结合神华新街台格庙矿区TBM工法2#试验井的工程地质特点,对煤矿斜井TBM高压富水地段掘进技术问题进行分析和探讨。     

新街台格庙矿区长距离大坡度斜井TBM设备选型探讨

新街台格庙矿区长距离大坡度斜井采用TBM工法在煤矿建设领域是一个崭新的课题,其综合性强,技术复杂,施工难点多,需要综合解决出碴、排水、防爆、物料运输等关键问题。针对新街台格庙矿区1号试验斜井和2号试验斜井的工程和地质特殊情况,并充分考虑长距离6°下坡掘进对设备的不利影响,对TBM设备的选型进行探讨。     

大坡度煤矿斜井双模式TBM步进技术

采用TBM工法施工煤矿斜井与传统钻爆方法相比具有安全、高效、环保的显著优势,是未来煤矿斜井建设的发展趋势。由于煤矿斜井具有大坡度、长距离、组装场地到斜井设置竖曲线等特点,安全可靠的步进方式尤为关键。结合神华新街台格庙矿区双模式TBM试验工程斜井施工的实际情况,详细介绍了双模式TBM组装完成后,步进通过大坡度竖曲线、斜坡、始发段台阶等关键技术,为相似工程提供借鉴经验。     

煤矿斜井TBM施工通风系统设计方案

神华新街煤矿斜井采用TBM工法施工。斜井穿越瓦斯地层,存在有毒有害气体,如CO、H2S、H2S、SO2等。有害气体影响施工人员健康,甚至导致不同等级的安全事故。通风系统设计采用压入式接力通风方式:新鲜空气由隧道外的轴流式通风机送到TBM的后配套的接力风机处,与接力风机连接;后配套的接力风管从一号拖车一直延伸到整TBM的连接桥处;风机一备一用,采用进口瑞典盖亚风机,保证TBM及后配套的通风能力满足规范要求;含瓦斯地层的井筒,风机的供电设备必须配置双电源,采用"三专两闭锁"装置给通风系统供电。设置通风班组、专职瓦检员,负责通风系统的安装、使用、维修、测风等工作;加强通风安全管理措施、通风技术措施;制定通风系统安全管理制度、交接班制度、安全操作规程,并将各种管理档案存档备查。     

神华新街台格庙矿区斜井盾构穿越煤系地层安全处置技术

依托国内首例长距离大坡度煤矿斜井盾构隧道工点,分析盾构穿越煤系地层安全防治风险,提出瓦斯侵入途径及分布特征、盾构掘进施工可能发生的危害等防范重点与因素,并针对性提出盾构设备适应性配置、盾构掘进安全技术措施,可实现煤系地层盾构施工安全、快速掘进。     

盾构施工长大煤矿斜井通风技术

盾构施工煤矿斜井与传统方法相比具有安全、高效的显著优势,是未来煤矿建井的发展趋势。由于煤矿斜井具有长大深埋、瓦斯等有害气体突出的特点,盾构施工斜井时通过合理的通风设计、设备安装、管理与维护,得到良好的通风效果,是确保盾构安全高效掘进的关键。结合神东补连塔新建斜井工程,采用压入式通风,通过在洞口设轴流风机将新鲜空气经风管送到盾构机后配套尾部,然后由盾构设备上配备的二次通风系统完成在盾构机长度范围内循环通风。并经过详细的计算分析,保证斜井断面风速不小于1 m/s,满足相关规范要求,确保了长大斜井盾构施工期的通风效果。     

煤矿长大斜井TBM法施工排水技术研究

TBM法施工长大斜井是煤矿建井领域的一项新技术,由于煤矿斜井坡度远大于城市地铁线路,且TBM或盾构长大连续下坡掘进时要穿越各种复杂地层,因此斜井反坡排水技术难度高,地下水风险大。结合新建斜井工程地质特点,在充分考虑TBM或盾构设备自防水的基础上,根据煤矿排水设计相关规定,通过计算分析,确定了高扬程水泵两级排水加中继水箱的斜井排水方案,得到了合理的管路参数。研究成果为TBM法成功应用于煤矿长大斜井施工提供了一定的基础。     

不同坡度下TBM隧道施工对围岩及地表影响分析

TBM 在迎坡向上掘进时,随着坡度的增大,掘进机与接触岩土体间摩擦力增大,且掘进力的竖向分力增大,会对 TBM 隧道周围围岩体的应力、变形以及地表沉降产生一定的影响,因此研究大纵坡 TBM 施工时坡度对围岩及地表的影响具有重要意义。以重庆市轨道交通 9 号线刘家台—鲤鱼池区间双线隧道施工为例,基于力学平衡公式以及有限元模拟,将纵坡坡度设定为参数变量,分析 TBM 迎坡掘进不同坡度时对隧道周边地层稳定性的影响;探究 TBM 在不同坡度隧道开挖时引起的围岩应力变化规律,以及围岩竖向、横向变形和地表沉降规律,进而得到控制 TBM 迎坡掘进的安全措施。该研究成果可为大纵坡 TBM 施工安全提供可靠依据。     

采用TBM导洞扩挖方法修建长大隧道探讨

随着隧道对快速掘进要求的日益提高,广泛使用TBM施工已经成为一种发展趋势。针对大断面隧道,全断面隧道掘进机难以充分体现优势;而采用掘进机施作导洞然后再扩挖的方法成为一种可行的选择。在调研国外使用该工法工程实例的基础上,总结该工法的优点和适用性。就TBM直径及导洞位置进行比选,并给出选择建议。     

新凉风垭隧道煤系地层段施工关键技术研究

穿越煤系地层隧道建设的主要地质灾害有瓦斯窒息、燃烧、爆炸和瓦斯突出等。目前,无论是铁路隧道还是公路隧道,揭煤技术的设计和施工都还处于探索阶段。渝黔铁路新凉风垭隧道煤系地层段施工的关键技术是解决煤系地层中有毒有害气体,煤与瓦斯突出、瓦斯及煤尘爆炸等可能出现的严重灾害,揭煤施工过程中通过水力压裂增透、抽排孔设计等措施以及瓦斯抽排方案的合理选择,安全、高效地完成煤系地层段的隧道施工,对提高我国瓦斯隧道的建设水平具有实用意义和理论价值。